工程热力学习题解答-9

第九章 湿空气性质和湿空气过程

思 考 题

1. 湿空气和湿蒸汽、饱和空气和饱和蒸汽，它们有什么区别？

[答]：湿空气与湿蒸汽的区别：湿空气指的是含有水蒸汽的空气，它是干空气（完全不含水蒸汽）与水蒸汽的混合物，湿空气中的水蒸汽通常处于过热状态。湿蒸汽是潮湿蒸汽的简称，它是饱和液体和饱和蒸汽的混合物，两相处于平衡状态，湿蒸汽处于饱和状态。

饱和空气和饱和水蒸汽的区别：饱和空气是指湿空气中所含水蒸汽的分压力达到了当时温度所对应的饱和压力，不再具有吸湿能力，如果再加入水蒸汽，就会凝结出水珠来。饱和蒸汽则是指可以与同温同压的(饱和)液体平衡共存的蒸汽。

2. 当湿空气的温度低于和超过其压力所对应的饱和温度时，相对湿度的定义式有何相同和不同之处？

[答]：不适用，这时应改为Pv B3. 为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾？

[答] ：所谓雾气就是漂浮在空气中的小水珠。由于温度较高和通风情况较好，夏天浴室里的相对湿度比冬天的低，因而吸湿能力比冬天的强，不易形成雾状小水珠，所以不像冬天那样雾气腾腾。

4. 使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的（见例9-4）。将湿空气压缩（温度不变）能否达到去湿目的？

[答]：从焓湿图可见，湿空气定温压缩过程指向图的左下方，此时湿空气的含湿量、相对湿度和水蒸气的分压力都降低，故而可以达到去湿目的。

习 题

9-1 已测得湿空气的压力为 0.1 MPa，温度为 30 ℃，露点温度为 20 ℃。求相对湿度、水蒸气分压力、含湿量和焓。（1）按公式计算；（2）查焓湿图。

[解] （1）按公式计算

由 t30oC，td20oC查附表6得：

Psv(t)0.042417bar Psv(t)0.0233686bar

代入(9-8)式可得：

psvtdpsvt0.0233680.550955.09%

0.042417由(9-7)式可得水蒸汽的分压力为：

pvpsvtd0.023368bar

含湿量可由（9-14）式求得：

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第九章 湿空气性质和湿空气过程

d622Psr(t)0.55090.04241762214.88g/(kg?DA)

B-Psr(t)1-0.55090.042417水蒸汽的焓可由(9-16)式求得：

H1.005t0.001d(25011.859t) 1.005300.00114.88(25011.85930)

68.19kJ/(kg•DA)(2)查 H-d 图（附录图Ⅲ）可得：

55%，pvp0.0233bar，d15g/(kg•DA)，H68kJ/(kg•DA) svtd可见(1)、(2)两种方法求得参数是很吻合的。

9-2 已知湿空气的压力为 0.1 MPa，干球温度为 35 ℃，湿球温度为 25 ℃。试用

式（9-19）和查焓湿图两种方法求湿空气的相对湿度。

[答案] 44.88 ％ ， 45 ％

9-3 夏天空气的温度为 35 ℃，相对湿度为 60%，求通风良好的荫处的水温。已知大气压力为 0.1 MPa。

[解] 通风良好处荫处及相当于求湿球温度tw，可由查图求得。步骤如下： 1）由 t35oC， 60%，在H-d图上 找到该状态点 a.（右图所示）

2) 由a点沿等焓线向右下方引线与饱和空气线

1交于 b 点

3) 再从b点沿等温线向左引线与H线交于C点，

则C点所指的温度即为所求的通风良好的荫处的水温， 由图可查得tw28oC

d

9-4 已知空气温度为 20 ℃，相对湿度为 60%。先将空气加热至 50 ℃，然后送进干燥箱去干燥物品。空气流出干燥箱时的温度为 30 ℃。试求空气在加热器中吸收的热量和从干燥箱中带走的水分。认为空气压力p=0.1 MPa。

[解] 该问题属于加热去湿过程，整个过程详见右图所示

先求空气在加热器中吸收的热量：该热量应等于空气经过加热器后的焓增，为此需求空气在进入加热器前后两状态焓值

由t20oC，160%查附表图Ⅲ—H-d图可得：H143kJ/(kg•DA)，d19g/(kg•DA)。 空气加热后温度升为50oC，由1→2过程是等湿含量过程，从1点沿等d线向上引线交t50oC的等温线于2点，其焓值为：H274kJ/(kg•DA)。

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第九章 湿空气性质和湿空气过程

于是空气在加热器中吸收热量：

QHH2H1744331kJ/(kg•DA)

因为加湿和去湿过程是等焓过程，从2点 沿H74kJ/(kg•DA)的线往右下方引线与空气 流出干燥箱的温度t350oC等温线交于3点，

查出3点的d3值为d317.2g/(kg•DA) 所以可求空气从干燥箱中带走的水份mw： mwd3d1d3d217.298.2g/(kg•DA)

9-5 夏天空气温度为 30 ℃，相对湿度为 85%。将其降温去湿后，每小时向车间输送温度为 20 ℃、相对湿度为 65%的空气 10 000 kg。求空气在冷却器中放出的热量及冷却器出口的空气温度（参看例9-4）。认为空气压力p=0.1 MPa。

[答案] 517 MJ/h 13.5 ℃；

9-6 10 ℃的干空气和 20 ℃的饱和空气按干空气质量对半混合，所得湿空气的含湿量和相对湿度各为若干？已知空气的压力在混合前后均为 0.1 MPa。

[解] 依题意可有：

t110oC： 10，m10.5

t220oC： 20（1），m20.5 查H-d图（附录图Ⅲ）得：

d10； H11.005t1.0051010.05kJ/(kg•DA) d215g/(kg•DA)；H258kJ/(kg•DA) 根据(9-23)式和(9-24)式可得：

d30.500.5157.5g/(kg•DA) H30.510.050.55834.025kJ/(kg•DA) 再由 d3 、H3，查H-d图可得：

t115oC：370%

可见，在此情况下，混合后所得湿空气的温度取二者均值，而相对湿度却高于两者的均值。 若设 t120oC; 10；t230oC：21，得 t325oC，370%

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第九章 湿空气性质和湿空气过程

若设 t130oC; 10；t230oC：21，得 t330oC，352%

以上计算表明：不同温度的干空气和饱和空气的对混合后，所得湿空气的温度等于二者的均值，而湿空气的相对湿度却高于均值。

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9-7 将压力为 0.1 MPa、温度为 25 ℃、相对湿度为 80%的湿空气压缩到 0.2 MPa，温度保持为 25 ℃。问能除去多少水分？(利用附图5进行计算)

[答案]：6.1 g/kg DA

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